随着交流电力机车的普及,牵引供电系统中的负序和过分相问题日益突出。采用配置铁道潮流控制系统(railway power flow control system, RPFCS)的同相供电系统是一种可行的解决方案。相比于传统直流电力机车而言,交流电力机车的牵引功率较大,功率因素高(通常为1),谐波含量少,故交流电力机车运行的牵引供电系统负序和过分相问题显得尤为突出。为了降低RPFCS中变流器部分的容量,减少同相供电系统中一次投入的成本,提高其可靠性,本文在分析牵引供电系统结构和RPFCS的基础上,提出了一种适用于高速电气化铁路的新型的混合型铁道潮流控制系统(hybrid railway power flow control system, H-RPFCS)。其主要工作和创新点如下：首先,介绍了牵引供电系统的组成,详细的分析了配置铁道潮流控制系统的同相供电系统,并对比了异相供电系统和同相供电系统的优缺点。在此基础上,介绍了基于V/v牵引变压器的同相供电系统结构及其接线方案,重点分析了其铁道潮流控制系统的工作原理及其电流和功率关系。其次,为减少RPFCS的端口电压,减少其变流器部分容量,本文提出了一种适用于高速电气化铁路的新型铁道潮流控制系统(H-RPFCS)的系统结构。分析了该系统的工作原理,重点研究了变流器的端口电压特性,并与RPFCS进行了对比分析。在此基础上,对H-RPFCS的关键参数进行了设计,给出了关键参数设计的详细过程,并在理论上对比了RPFCS和H-RPFCS的容量。理论分析表明：在完成相同补偿任务的前提下,H-RPFCS变流器部分的容量将大幅度低于RPFCS的容量,从而降低了系统的总成本和系统的损耗,系统的可靠性得到了提高。再次,介绍了指令提取的相关算法,构建了H-RPFCS的指令电流提取算法及其有补偿电流指令计算的补偿侧闭环的直接电流控制策略(direct current control strategy for compensated side closed loop with compensation current instruction,简记为：CCI-CSCL直接电流控制策略)。分析了CCI-CSCL控制策略的不足,在此基础上,提出了一种无补偿电流指令计算(no compensation current instruction, NCCI)的新型控制策略。通过分析系统内部有功能量的均衡原理的基础上,说明了无补偿指令电流计算控制策略的可能性。构建了H-RPFCS的无补偿指令电流计算的补偿侧闭环的直接电流控制策略(direct current control strategy for compensated side closed loop with NCCI, NCCI-CSCL直接电流控制策略)及无补偿指令计算的电源侧闭环的直接电流控制策略(direct current control strategy for power side closed loop with NCCI, NCCI-PSCL直接电流控制策略)。相比与CCI-CSCL直接电流控制策略,所提NCCI-PSCL直接电流控制策略,无须检测机车负荷电流进行相关补偿指令电流的计算,减少了控制器的负担,同时也节省了一个大功率的电流互感器,降低了控制系统的成本,提高了其可靠性和精确性。最后,在Simulink中搭建了H-RPFCS的仿真模型,对比分析了H-RPFCS和RPFCS在稳态和暂态情况下的补偿效果,同时也验证了H-RPFCS的NCCI-PSCL直接电流控制策略。仿真结果分析表明所提系统结构和NCCI-PSCL直接电流控制策略的正确性和合理性。